[發明專利]一種基于酶解水合反應的非糧植物蛋白的氨基酸平衡方法

在審

• 申請號: 202211052435.1
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115444078A
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 宋志東;李培玉;孫永智;李寶山;姜立生;黃炳山
• 申請（專利權）人: 山東省海洋資源與環境研究院（山東省海洋環境監測中心;山東省水產品質量檢驗中心）
• 主分類號: A23K50/80
• 分類號: A23K50/80;A23K20/147;A23K10/14;C12P21/06
• 代理公司: 煙臺華諾專利代理事務所(普通合伙) 37393
• 代理人: 曲顯榮

本發明涉及一種基于酶解水合反應的非糧植物蛋白的氨基酸平衡方法，屬飼料加工技術領域。步驟：先確定非糧植物蛋白中各氨基酸缺陷系數，將所得系數排序；再確定非糧植物蛋白的缺陷氨基酸補充量；然后通過酶解水合完成非糧植物蛋白的氨基酸平衡化，以非糧植物蛋白為底物，用蛋白酶組合對其酶解，溫度用變溫調節，pH用兩段式調節，酶解時加入缺陷氨基酸甲酯形式進行水合反應，調整水合條件完成非糧植物蛋白的氨基酸平衡化，所得酶解物干燥處理，即為完成了氨基酸平衡的非糧植物蛋白物料。本發明通過計算找出缺陷氨基酸種類及缺失程度，利用酶解水合反應將缺陷氨基酸鏈接到植物蛋白酶解物上，使氨基酸吸收同步平衡，提高了非糧植物蛋白營養價值。

技術領域

本發明涉及一種基于酶解及其逆反應-水合反應的非糧植物性蛋白的氨基酸平衡方法，具體講是針對非糧植物蛋白源在氨基酸組成方面的缺陷，在非糧植物蛋白定向酶解反應中通過加入相應的氨基酸甲酯，使植物蛋白肽與外源氨基酸相整合，從而達到提高非糧植物蛋白的氨基酸平衡性和功能特性的目的，屬于水產飼料原料加工技術領域。

背景技術

目前，我國主要飼用蛋白原料—魚粉和大豆對外依存度長期保持在80%以上，大豆進口量最高年份超過1億噸，在國內蛋白源飼料短缺的大背景下，開發非糧植物蛋白源降低我國飼料行業對魚粉和大豆蛋白的依賴，對彌補我國農業短板，以及保障國家糧食安全、推動實現“雙碳”目標，具有深遠意義。一些植物性非糧植物蛋白如豆粕、棉粕、菜粕，以及海藻化工副產物等，來源廣、產量高、蛋白含量相對較高，成為替代魚粉和大豆蛋白的最具潛力的蛋白源。然而，與魚粉和大豆蛋白相比，這些非糧植物蛋白的氨基酸組成存在一定程度的缺陷，某種或幾種必需氨基酸缺乏或含量不足，降低使用效果，有些非糧植物蛋白還含有有害有毒物質。例如，水產動物必需氨基酸種類中，棉籽蛋白的賴氨酸、異亮氨酸和亮氨酸，菜籽蛋白的蛋氨酸、賴氨酸、纈氨酸、色氨酸等，花生蛋白中的蛋氨酸、賴氨酸、蘇氨酸等均表現不足，這些低含量的氨基酸會影響整體氨基酸的吸收平衡性，從而降低非糧植物蛋白在動物體內的吸收利用，成為限制其在飼料中高效應用的關鍵問題。改善植物性蛋白氨基酸缺陷的傳統解決方法，是在飼料配方中添加晶體氨基酸或包膜氨基酸，以彌補缺陷氨基酸的不足。但由于晶體氨基酸和包膜氨基酸在動物體內均是以游離氨基酸形式被吸收，一定程度上會造成與飼料中完整蛋白質吸收不同步的現象，降低了外源氨基酸的使用效果，無法有效改善水產動物對植物蛋白整體的利用率。如何提高水產動物對外源氨基酸的吸收利用，進而通過增強氨基酸平衡性來提高植物蛋白在水產養殖中的應用效果。一種有效的方法是利用酶工程技術對植物蛋白進行酶解處理，形成蛋白肽段，并通過合成反應將單體氨基酸整合到酶解片段上，從根本上解決外源氨基酸與完整蛋白吸收不同步的問題，從而提升植物性蛋白原料的營養價值。

發明內容

本發明的目的在于緩解飼料行業，尤其是水產飼料行業對蛋白源的需求壓力，通過精準計算非糧植物蛋白與擬替代蛋白源必需氨基酸組成差別，確定缺陷氨基酸的種類，進而針對性的補充缺陷氨基酸甲酯，實現非糧植物蛋白氨基酸平衡性。最終，提高非糧植物蛋白的營養價值，促進非糧植物蛋白在飼料行業的廣泛應用，使更多的非糧蛋白服務于人類社會，保障國家的糧食安全。

本發明基于酶工程學相關技術，利用生物酶解的逆反應—水合反應，將缺陷氨基酸以氨基酸甲酯的形式反向水合到相應肽段上，并通過調節pH值、反應時間等指標控制水合反應的進程，最終實現非糧植物蛋白的氨基酸平衡化，提升非糧植物蛋白的營養價值，形成一種能夠被水產動物尤其是海洋肉食性魚類高效利用的蛋白源。

本發明是通過以下技術方案來實現的：